專利名稱：一種編碼方法和編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種編碼方法和編碼裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著面向因特網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的視頻服務(wù)的飛速發(fā)展，視頻編碼的目標(biāo) 由當(dāng)初的追求高壓縮率轉(zhuǎn)向了能夠使視頻流更好地適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶終端， 并具有一定的容錯(cuò)性和可伸縮性。目前解決這一問(wèn)題的最好方法是使用SVC(SCalable Video Coding，可伸縮性視頻編碼)。并且JVT (Joint Video Team，聯(lián)合視頻組)已經(jīng)將 SVC納入到H. 264/AVC (Advanced Video Coding,高級(jí)視頻編碼)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展中，現(xiàn)已被正 式接受為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。SVC能提供一個(gè)單獨(dú)的碼流，從這個(gè)碼流中可以抽取一些子碼流。子碼流能滿足網(wǎng) 絡(luò)傳輸速率以及終端用戶對(duì)視頻在空間、時(shí)間和信噪比等方面的需求。SVC能提供的最低質(zhì) 量層被稱作基本層；能增強(qiáng)空間分辨率、時(shí)間分辨率或者信噪比強(qiáng)度的層被稱作增強(qiáng)層。在SVC中，基本層信息的丟失不僅會(huì)影響到基本層的后續(xù)時(shí)間幀，還會(huì)影響 到參考基本層的增強(qiáng)層幀，所以基本層的信息很重要。在SVC傳輸過(guò)程中，可以通過(guò) UEP (Unequal Error Protection，非均勻錯(cuò)誤保護(hù))來(lái)對(duì)基本層幀進(jìn)行額外保護(hù)，比如，可 以通過(guò)一個(gè)較可靠的信道來(lái)傳輸基本層。因此在一般情況下，丟失數(shù)據(jù)主要發(fā)生在增強(qiáng)層。現(xiàn)有技術(shù)中存在一種單層錯(cuò)誤隱藏優(yōu)化方法，該方法首先假設(shè)解碼端采用 MC(Motion Copy，運(yùn)動(dòng)拷貝)的錯(cuò)誤隱藏方法，然后在選擇當(dāng)前幀某宏塊的運(yùn)動(dòng)向量和模式 的時(shí)候，拉格朗日代價(jià)函數(shù)的失真部分加入該運(yùn)動(dòng)向量和模式對(duì)當(dāng)前層后面一幀對(duì)應(yīng)位置 宏塊的錯(cuò)誤隱藏能力，從而在解碼端丟失后一幀的情況下，能更好地利用當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)信 息恢復(fù)后續(xù)幀。該現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于這種結(jié)合了當(dāng)前層錯(cuò)誤隱藏優(yōu)化的模式計(jì)算技術(shù) 只增強(qiáng)了當(dāng)前層時(shí)間方向上的幀之間的相關(guān)性，并沒(méi)有考慮到不同層之間，即當(dāng)前層編碼 對(duì)增強(qiáng)層的影響，無(wú)法滿足提高基本層和增強(qiáng)層之間的相關(guān)性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種編碼方法和編碼裝置，能夠增大層 間的相關(guān)性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種編碼方法，該方法包括計(jì)算模式集合中各個(gè)編碼模式對(duì)應(yīng)的拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值，所述模式集合包括 多種模式，其中，所述拉格朗日代價(jià)函數(shù)中包括錯(cuò)誤隱藏失真，所述錯(cuò)誤隱藏失真表示基本 層信息對(duì)增強(qiáng)層信息的錯(cuò)誤隱藏能力；選擇能夠使拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值最小的編碼模式作為基本層的編碼模式；根據(jù)所述選擇的編碼模式對(duì)基本層進(jìn)行編碼。一種編碼裝置，用于對(duì)基本層進(jìn)行編碼，該編碼裝置包括
計(jì)算單元，用于計(jì)算模式集合中各個(gè)編碼模式對(duì)應(yīng)的拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值，所 述模式集合中包括多種模式，所述拉格朗日代價(jià)函數(shù)中包括錯(cuò)誤隱藏失真，所述錯(cuò)誤隱藏 失真表示基本層信息對(duì)增強(qiáng)層信息的錯(cuò)誤隱藏能力；模式選擇單元，用于選擇計(jì)算單元計(jì)算得到的拉格朗日代價(jià)函數(shù)值中最小值對(duì)應(yīng) 的編碼模式；基本層編碼單元，用于根據(jù)所述模式選擇單元選擇的模式，對(duì)基本層進(jìn)行編碼。由上述公開(kāi)的技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例中，在對(duì)基本層做模式選擇的時(shí)候，加 入基本層的信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力，以增大基本層和增強(qiáng)層信息的相關(guān)性，從而使 碼流在基本層正確接收，增強(qiáng)層丟掉的情況下利用基本層信息提高總體碼流的錯(cuò)誤彈性， 保持視頻的總體質(zhì)量不受太大影響。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述 中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的編碼方法的流程圖；圖2至圖5是不同增強(qiáng)層丟包率情況下將本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用在Bus序列中得到的 RD曲線示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種編碼裝置的示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例四中計(jì)算單元的一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例四中第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元的一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例四中第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例四中計(jì)算單元的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例四中計(jì)算單元的再一種結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。為了更好地理解本發(fā)明實(shí)施例，首先對(duì)BLSkip (Base Layer Skip，基本層跳過(guò))錯(cuò) 誤隱藏方法的過(guò)程進(jìn)行討論，特別地，假設(shè)第1-1層第n幀正確接收，第1層第n幀丟失，用 BLSkip錯(cuò)誤隱藏方法對(duì)第1層第n幀進(jìn)行錯(cuò)誤隱藏。定義第1-1層為基本層，第1層為增強(qiáng)層。如果第1層和第1-1層的分辨率相同，則上述BLSkip錯(cuò)誤隱藏方法重建的式子可 以表達(dá)為
其中，為增強(qiáng)層1層第n幀的解碼重建信號(hào)，i^rr "為用基本層1-1層的運(yùn)動(dòng)向 量?。-^在增強(qiáng)層1層n-l幀找出的解碼重建信號(hào)，^， 為基本層1-1層的重建殘差。重建 殘差卩不僅為解碼重建殘差而且為編碼重建殘差，因?yàn)槿绻诮獯a端基本層正確接收，解碼 端的重建殘差和編碼端重建殘差是一致的。MBm為第m個(gè)宏塊，i為象素坐標(biāo)。式子(1)中 的等號(hào)右邊的第一項(xiàng)表示用基本層的運(yùn)動(dòng)向量在增強(qiáng)層第n-l幀找出的預(yù)測(cè)值，第二項(xiàng)表 示基本層幀的殘差。由于第1層和第1-1層的分辨率相同，在進(jìn)行BLSkip錯(cuò)誤隱藏時(shí)通過(guò) 利用基本層的運(yùn)動(dòng)向量替代增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)向量，并在增強(qiáng)層的參考幀中尋找運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值， 然后再在補(bǔ)償值的基礎(chǔ)上加上基本層對(duì)應(yīng)位置的殘差值作為增強(qiáng)層的最后重建。之所以利 用基本層的運(yùn)動(dòng)向量替代增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)向量，原因在于如果在沒(méi)有錯(cuò)誤產(chǎn)生的情況下，增 強(qiáng)層的重建時(shí)通過(guò)基本層的重建殘差加上增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償；如果發(fā)生錯(cuò)誤，增強(qiáng)層的運(yùn) 動(dòng)向量丟失，因?yàn)榛緦雍驮鰪?qiáng)層分辨率相同，可以用基本層的運(yùn)動(dòng)向量替代增強(qiáng)層的運(yùn) 動(dòng)向量。如果第1層和第1-1層的分辨率不相同，例如，基本層為QCIF(QuarterC0mm0n Intermediate Format,四分之一通用中間格式)，增強(qiáng)層為 CIF (Common Intermediate Format，通用中間格式)，則基本層的一個(gè)宏塊m對(duì)應(yīng)增強(qiáng)層的四個(gè)宏塊叫，m2, m3, m4，象素 i的重建定義為 上式中，U( )為對(duì)整幀殘差的上采樣濾波。S( )為運(yùn)動(dòng)向量的尺度放大過(guò)程， 具體為下層宏塊m對(duì)應(yīng)上層ml，m2, m3, m4宏塊的運(yùn)動(dòng)向量，并且運(yùn)動(dòng)向量值乘上2，模式 進(jìn)行相應(yīng)的映射。& 為增強(qiáng)層1層第n幀的解碼重建信號(hào)，iST^1")為用基本層的運(yùn)動(dòng)向 量mvpu尺度放大后在增強(qiáng)層1層n-l幀找出的解碼重建信號(hào)，仏， 為基本層1-1層的重建 殘差。重建殘差f不僅為解碼重建殘差而且為編碼重建殘差，MBm為第m個(gè)宏塊，i為象素坐 標(biāo)。分辨率不同與分辨率相同的重建過(guò)程的不同點(diǎn)在于分辨率不同的情況下，使用基本層 運(yùn)動(dòng)向量的時(shí)候需要進(jìn)行相應(yīng)的尺度放大，而且殘差在使用的時(shí)候需要進(jìn)行相應(yīng)的上采樣 濾波。上述的中間過(guò)程都是對(duì)應(yīng)基本層的對(duì)應(yīng)位置是Inter模式，如果對(duì)應(yīng)位置是 Intra模式，則對(duì)于基本層和增強(qiáng)層的分辨率相同和不相同時(shí)，重建增強(qiáng)層的過(guò)程可以分別 通過(guò)如下兩個(gè)式子進(jìn)行 其中，由式子(3)和⑷可以看出，在基本層對(duì)應(yīng)位置是Intra模式的情況下，當(dāng) 基本層和增強(qiáng)層的分辨率相同時(shí)，把基本層對(duì)應(yīng)位置的重建值直接作為增強(qiáng)層對(duì)應(yīng)位置的 重建值，在分辨率不同時(shí)，基本層重建值需要一個(gè)上采樣濾波過(guò)程。這里，/是編碼重建信 號(hào)。在網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境中，如果增強(qiáng)層幀丟失，基本層正確接收，則可以采用BLSkip錯(cuò)誤隱藏方法，利用基本層的運(yùn)動(dòng)向量、殘差等進(jìn)行回復(fù)。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例時(shí)發(fā) 現(xiàn)，基本層和增強(qiáng)層的信息相關(guān)性越大，恢復(fù)的質(zhì)量越好。本發(fā)明實(shí)施例中在對(duì)基本層宏塊 模式選擇的過(guò)程中，引入增強(qiáng)層的原始信息來(lái)計(jì)算基本層信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力， 選擇能夠使增強(qiáng)層更高質(zhì)量的恢復(fù)的基本層模式、參考幀索引、運(yùn)動(dòng)、殘差和紋理，以提高 基本層和增強(qiáng)層的信息相關(guān)性。實(shí)施例一本實(shí)施例一提供一種編碼方法。在本實(shí)施例中，解碼端利用BLSkip錯(cuò)誤隱藏方法 對(duì)增強(qiáng)層進(jìn)行錯(cuò)誤隱藏。在編碼基本層時(shí)，綜合考慮該基本層的信息對(duì)增強(qiáng)層幀的錯(cuò)誤隱 藏能力，該錯(cuò)誤隱藏能力表示層間的相關(guān)性能力。并且，基本層的模式為Inter模式。詳細(xì)地，如圖1所示，該方法包括步驟S101 在對(duì)基本層的宏塊進(jìn)行編碼時(shí)，計(jì)算模式集合中各個(gè)編碼模式對(duì)應(yīng)的 拉格朗日代價(jià)函數(shù)值；其中，上述拉格朗日代價(jià)函數(shù)中包括信源失真、碼率和編碼端根據(jù)BLSkip錯(cuò)誤隱 藏方法估計(jì)的基本層信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力，特別地，上述拉格朗日代價(jià)函數(shù)可以 用如下式子表示J = Ds+ A R+ o Dec(5)其中，Ds為信源失真，即原始信號(hào)和重建信號(hào)的失真度量，采用SSD(Sum ofSquared Difference，誤差平方和)準(zhǔn)則；R為碼率，即編碼某一宏塊所用的比特信 息，包含宏塊頭、運(yùn)動(dòng)信息、變換量化系數(shù)等彳為拉格朗日乘子，在SSD準(zhǔn)則下，入= 0. 85 d^m^QP為量化參數(shù)，如果采用其他準(zhǔn)則計(jì)算信源失真Ds，則計(jì)算代價(jià)函數(shù)將采用 相應(yīng)的拉格朗日乘子、；隊(duì)。為錯(cuò)誤隱藏失真，即編碼端估計(jì)的基本層信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤 隱藏能力。對(duì)于基本層和增強(qiáng)層的分辨率相同的場(chǎng)合，該錯(cuò)誤隱藏失真可以通過(guò)調(diào)節(jié)錯(cuò)誤隱 藏失真權(quán)值《來(lái)優(yōu)化模式選擇過(guò)程。在本實(shí)施例中，隊(duì)?？梢酝ㄟ^(guò)下式進(jìn)行計(jì)算 其中，因?yàn)樵诰幋a第1-1層的宏塊時(shí)，第1層并沒(méi)有編碼和重建，所以這里使用的 是第1層的原始幀f來(lái)計(jì)算。式子(6)中，式中為增強(qiáng)層原始信號(hào)，力；!；1’…為用基本層的 運(yùn)動(dòng)向量?。?！^^彳在增強(qiáng)層1層n-1幀找出的解碼重建信號(hào)，仏， 為基本層1-1層的重建殘 差，mv為基本層運(yùn)動(dòng)向量，MBffl為第m個(gè)宏塊，i為象素坐標(biāo)，$了…+ ‘ 等于為基
本層信息找出的增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏能力。并且由式子(6)可以看出/為編碼基本層的時(shí)候用 基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建/找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差值之和，即，該/上 述基本層信息可以包括運(yùn)動(dòng)和殘差?！?為估計(jì)誤差，所以式子(6)的計(jì)算方法實(shí)際上 是使用SSD準(zhǔn)則計(jì)算誤差總和。對(duì)于基本層和增強(qiáng)層的分辨率不同的場(chǎng)合，例如，基本層為QCIF (Quarter Common Intermediate Format,四分之一通用中間格式)，增強(qiáng)層為 CIF (Common IntermediateFormat，通用中間格式)，基本層的一個(gè)宏塊m對(duì)應(yīng)增強(qiáng)層的四個(gè)宏塊ml，m2, m3, m4，此時(shí) 基本層宏塊m的錯(cuò)誤隱藏失真可以定義為 上式中，U( )為對(duì)整幀殘差的上采樣濾波。S( )為運(yùn)動(dòng)向量的尺度放大過(guò)程， 具體為下面宏塊m對(duì)應(yīng)上面ml，m2，m3，m4宏塊的運(yùn)動(dòng)向量，并且運(yùn)動(dòng)向量值乘上2，模式進(jìn) 行相應(yīng)的映射。分辨率不同與分辨率相同的重建過(guò)程的不同點(diǎn)在于分辨率不同的情況下， 使用基本層運(yùn)動(dòng)向量的時(shí)候需要進(jìn)行相應(yīng)的尺度放大，而且殘差在使用的時(shí)候需要進(jìn)行相 應(yīng)的上采樣濾波。義二？^」為用基本層的運(yùn)動(dòng)向量n^、尺度放大后在增強(qiáng)層1層n-1幀 找出的解碼重建信號(hào)乂為基本層1-1層的重建殘差，MBffl為第m個(gè)宏塊，i為象素坐標(biāo)?？梢?jiàn)，對(duì)于基本層和增強(qiáng)層的分辨率不同的場(chǎng)合，運(yùn)動(dòng)信息在使用的時(shí)候 需要進(jìn)行尺度放大，同時(shí)，殘差在使用的時(shí)候需要進(jìn)行上采樣濾波。式子(7)中
式二 )+呢-口等于(。步驟101中，模式集合中可以包括如下模式Skip或Direct、Interl6X16、 Interl6X8、Inter8X16、Inter8X8，層間運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和層間殘差預(yù)測(cè)。需要說(shuō)明的是，如果1-1層是最底層，則模式集合中可以包括如下模式Skip或 Direct、Interl6X 16、Interl6X8、Inter8X16 禾口 Inter8X8。如果1-1層是最高層，則沒(méi)有第1層作為增強(qiáng)層，由于在對(duì)當(dāng)前層1-1層做模式選 擇的時(shí)候，沒(méi)有增強(qiáng)層需要考慮，因此在也就不存在基本層信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力 的錯(cuò)誤隱藏失真，所以在拉格朗日代價(jià)函數(shù)中不包括隊(duì)。，并且此時(shí)模式集合中可以包括如 下模式:Intra4X4> Intra8X8、Intral6X 16、Skip 或 Direct、Interl6X16、Interl6X8、 Inter8X 16、Inter8X8，層間運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和層間殘差預(yù)測(cè)。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例過(guò)程中發(fā)現(xiàn)對(duì)于基本層和增強(qiáng)層的分辨率不同的 情況下，在估算基本層信息對(duì)增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏能力時(shí)進(jìn)行的上采樣濾波會(huì)產(chǎn)生較大的運(yùn)算 量。本實(shí)施例進(jìn)一步為了降低計(jì)算的復(fù)雜程度，節(jié)省計(jì)算時(shí)間，在計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真隊(duì)。的 時(shí)候，不用考慮殘差信息。這樣，對(duì)于基本層與增強(qiáng)層的分辨率相同和不相同可以分別采用 下兩個(gè)式子計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真隊(duì)。，即 需要說(shuō)明的是，在計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真時(shí)，上面式子(6)、(7)、(8)、(9)中的編碼重 建信號(hào)/也可用原始信號(hào)f來(lái)代替。步驟S102 選擇能夠使拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值最小的編碼模式作為基本層的編 碼模式；步驟S103 根據(jù)步驟S102中選擇的編碼模式對(duì)基本層進(jìn)行編碼。
在本實(shí)施例中，在對(duì)基本層做模式選擇的時(shí)候，在計(jì)算的拉格朗日代價(jià)函數(shù)中加 入了與基本層的信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力成正比的項(xiàng)，這樣在選擇拉格朗日代價(jià)函數(shù) 的最小值對(duì)應(yīng)的模式時(shí)，也綜合考慮了基本層的信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力，從而可以 增大基本層和增強(qiáng)層之間的相關(guān)性，從而使碼流在基本層正確接收，增強(qiáng)層丟掉的情況下 利用基本層信息提高總體碼流的錯(cuò)誤彈性，保持視頻的總體質(zhì)量不受太大影響。實(shí)施例二本實(shí)施例提供的編碼方法中考慮模式集合中存在Intra模式的情況，并對(duì)Intra 模式采用不同的方式計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真隊(duì)。。本實(shí)施例提供的編碼方法與實(shí)施例一類(lèi)似，首先需要從模式集合中選擇代價(jià)函數(shù) 值最小的模式，然后對(duì)基本層按照該模式進(jìn)行編碼。具體地，對(duì)于模式集合中存在Intra模 式的情況，計(jì)算代價(jià)函數(shù)仍可采用實(shí)施例一中的式子(5)計(jì)算，可供選擇的模式集合中包 括所有可能的模式。實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于對(duì)于Inter模式和層間預(yù)測(cè)模式、Intra模式 采用不同的方式計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真隊(duì)。；其中，對(duì)于Inter模式和層間預(yù)測(cè)模式(包括層間 紋理預(yù)測(cè)、層間運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和層間殘差預(yù)測(cè))，對(duì)于基本層和增強(qiáng)層分辨率相同和不同的情況 下，計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真06。的方法仍然可以分別采用實(shí)施例一中的式子(6)和(7)，而同理 考慮到進(jìn)一步節(jié)省計(jì)算效率，也可分別采用式子(8)和(9)計(jì)算；對(duì)于Intra模式，可以采 用式子(10)和(11)計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真隊(duì)。。對(duì)于Intra模式，當(dāng)基本層和增強(qiáng)層的分辨率相同的情況下，可以采用如下式子 計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真隊(duì)。 上式中義、為紋理重建值，通過(guò)上式可以看出，在基本層和增強(qiáng)層分辨率相同的 情況下，通過(guò)基本層的紋理重建值估計(jì)該重建值對(duì)增強(qiáng)層對(duì)應(yīng)位置的錯(cuò)誤隱藏能力，式子 (10)中及為估計(jì)誤差，估計(jì)誤差采用SSD準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于Intra模式，當(dāng)基本層和增強(qiáng)層的分辨率不同的情況下，例如基本層為QCIF， 增強(qiáng)層為CIF，可以采用如下式子計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真n。
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(11) 通過(guò)上式可以看出，通過(guò)基本層的紋理重建值的上采樣估計(jì)其對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱 藏能力，式中，/^-C/CilJ'為估計(jì)誤差，估計(jì)誤差采用SSD準(zhǔn)則計(jì)算。需要說(shuō)明的是，式子 (11)中紋理重建值的上采樣過(guò)程與實(shí)施例一中殘差使用的上采樣過(guò)程中的濾波器是不一 樣的，式子(11)中對(duì)紋理重建值的上采樣使用的是4抽頭(Tap)的濾波器，而實(shí)施例一中 殘差的上采樣過(guò)程中使用的濾波器是2抽頭的濾波器。上述不同點(diǎn)的具體含義在SVC標(biāo)準(zhǔn) 中已經(jīng)說(shuō)明，這里不再贅述。另外，由于在基本層為Intra模式的情況下，解碼端不論是采用單環(huán)解碼還是采 用多環(huán)解碼，在編碼端用BLSkip錯(cuò)誤隱藏方法估計(jì)對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏失真的時(shí)候，可以 直接利用基本層的紋理信息或者利用上采樣的基本層的紋理信息，所以這里在計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真時(shí)不需要考慮殘差信息。對(duì)于Intra模式計(jì)算錯(cuò)誤隱藏失真的式子(10)和(11)中的紋理重建值/也可以 利用原始信號(hào)f 來(lái)代替。在本實(shí)施例中，在對(duì)基本層做模式選擇的時(shí)候，在計(jì)算的拉格朗日代價(jià)函數(shù)中加 入了與基本層的信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力成正比的項(xiàng)，這樣在選擇拉格朗日代價(jià)函數(shù) 的最小值對(duì)應(yīng)的模式時(shí)，也綜合考慮了基本層的信息對(duì)增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏能力，從而可以 增大基本層和增強(qiáng)層之間的相關(guān)性，從而使碼流在基本層正確接收，增強(qiáng)層丟掉的情況下 利用基本層信息提高總體碼流的錯(cuò)誤彈性，保持視頻的總體質(zhì)量不受太大影響。實(shí)施例三本實(shí)施例提供的編碼方法中在拉格朗日代價(jià)函數(shù)上進(jìn)行了一定的擴(kuò)展，詳細(xì)地， 代價(jià)函數(shù)表示如下 由上式可以看出，本實(shí)施例中的代價(jià)函數(shù)的定義與實(shí)施例一和實(shí)施例二的區(qū)別在 于，對(duì)于Inter模式或?qū)娱g預(yù)測(cè)模式，還加上了參考幀傳播失真Dep ref，用來(lái)進(jìn)行Intra模式 的刷新。參考幀傳播失真Dep 的計(jì)算可以參考現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。 下面以實(shí)施例一為例，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的具體應(yīng)用過(guò)程。將實(shí)施例一中的方法繼承到JSVM的參考軟件中，設(shè)計(jì)滿足如下條件的實(shí)驗(yàn)環(huán)境1)序列:Bus, Foreman ；2)兩層，基本層QCIF@30Hz，增強(qiáng)層CIF@30Hz。3)基本層量化參數(shù)QP0 = 32 ；增強(qiáng)層量化參數(shù)QP1 = 20，24，28，32。4) GOP 結(jié)構(gòu)為 IPPP.。5) Intra 幀周期為 30。6)編解碼 4000 幀。7) w 分別為 0. 25，0. 5，1. 0。8)有 Inter 幀，沒(méi)有 Intra 模式。模擬網(wǎng)絡(luò)丟包工具采用Y. Guo、H. Li和Y. Wang發(fā)表的文章"SVC/AVCLoss Simulator, JVT-Q069, Oct. 2005”中的工具，基本層完全正確接收，增強(qiáng)層分別運(yùn)用7 3%，5%，10%，20% 的丟包率，丟包文件由 ‘‘ITU-T/SG16/Q15-I-16rl，S. ffenger, Error patterns for Internet, experiments, Oct. 1999，，中提供，一中貞為一個(gè)包。統(tǒng)計(jì)Bus和Foreman序列在增強(qiáng)層選擇與基本層模式相同的比例，如表1和表2 所示表1 Bus情況下增強(qiáng)層選擇與基本層模式相同的比例 表2F0reman情況下增強(qiáng)層選擇與基本層模式相同的比例 由表1和表2可以看出，(0越大，則基本層模式的百分比越大，說(shuō)明層間運(yùn)動(dòng)向量 相關(guān)性增大，所以可以看出本發(fā)明的方法確實(shí)能增加層間相關(guān)性，提高增強(qiáng)層在丟包環(huán)境 的錯(cuò)誤彈性能力。另外，相對(duì)于現(xiàn)有的方法(對(duì)應(yīng)《 = 0的情況，即沒(méi)有丟包，記為Anchor)，以 本發(fā)明實(shí)施例《 = 0. 25，以Bus序列為例，比較各個(gè)增強(qiáng)層的丟包率(PLR，Packet Loss Rate)的RD曲線，分別如圖2-圖5所示。從圖中可以看出，在各個(gè)丟包率的下，PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio，峰值信噪比)值均有較大的提高，尤其是在20%的丟包率情況 下，更有l(wèi)dB的增益，充分證明了本發(fā)明實(shí)施例的有效性。實(shí)施例四本實(shí)施例相應(yīng)提供一種編碼裝置，該編碼裝置用于對(duì)基本層進(jìn)行編碼，如圖6所 示，該編碼裝置600包括計(jì)算單元601，用于計(jì)算模式集合中各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)的值；模式選擇單元602，用于從計(jì)算單元計(jì)算得到的代價(jià)函數(shù)值中選擇最小的值，并選 擇該最小值對(duì)應(yīng)的模式；基本層編碼單元603，用于根據(jù)模式選擇單元602選擇的模式，對(duì)基本層進(jìn)行編 碼。其中，根據(jù)基本層的編碼模式的不同以及基本層與增強(qiáng)層的分別率是否相同，計(jì) 算單元601中也相應(yīng)有不同的組成單元。具體地，當(dāng)基本層的編碼模式屬于Inter模式或 層間預(yù)測(cè)模式時(shí)，如圖7所示，計(jì)算單元601可以包括第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元701，用于基于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始 幀與通過(guò)基本層信息找出的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總和，得到基本層的編碼 模式屬于Inter模式或?qū)娱g預(yù)測(cè)模式時(shí)的錯(cuò)誤隱藏失真；
第一代價(jià)函數(shù)計(jì)算單元702，用于根據(jù)所述第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元701獲得 的錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值。其中，當(dāng)基本層的編碼模式屬于Inter模式或?qū)娱g預(yù)測(cè)模式時(shí)，對(duì)于當(dāng)基本層和 增強(qiáng)層的分辨率相同時(shí)，如圖8所示，第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元701可以包括第一增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元801，用于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率相同時(shí)， 計(jì)算用基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差之和，得到增 強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值；第一誤差總和計(jì)算單元802，用于基于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與 所述第一增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元801獲得的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總 和。其中，當(dāng)基本層的編碼模式屬于Inter模式或?qū)娱g預(yù)測(cè)模式時(shí)，對(duì)于當(dāng)基本層和 增強(qiáng)層的分辨率不相同時(shí)，如圖9所示，第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元701可以包括第二增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元901，用于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率不相同 時(shí)，計(jì)算用基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差的上采樣 值之和；第二誤差總和計(jì)算單元902，用于基于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與 所述第二增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元901獲得的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總 和。當(dāng)基本層的編碼模式屬于Intra模式并且基本層和增強(qiáng)層的分辨率相同時(shí)，如圖 10所示，計(jì)算單元601可以包括第二錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元1001，用于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率相同時(shí)，基 于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與基本層的紋理重建估計(jì)值之間的估計(jì)誤差總 和，得到基本層的編碼模式屬于Intra模式時(shí)的錯(cuò)誤隱藏失真；第二代價(jià)函數(shù)計(jì)算單元1002，用于根據(jù)所述第二錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元1001獲 得的錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值。當(dāng)基本層的編碼模式屬于Intra模式并且基本層和增強(qiáng)層的分辨率不相同時(shí)，如 圖11所示，計(jì)算單元601可以包括第三錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元1101，當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率不相同時(shí)，基于 SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與基本層的紋理重建估計(jì)值的上采樣值之間的估 計(jì)誤差總和，得到基本層的編碼模式屬于Intra模式時(shí)的錯(cuò)誤隱藏失真；第三代價(jià)函數(shù)計(jì)算單元1102，用于根據(jù)所述第三錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元1101獲 得的錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值。本實(shí)施例提供的編碼裝置在對(duì)基本層進(jìn)行編碼時(shí)，能夠增大基本層和增強(qiáng)層之間 的相關(guān)性，從而使碼流在基本層正確接收，增強(qiáng)層丟掉的情況下利用基本層信息提高總體 碼流的錯(cuò)誤彈性，保持視頻的總體質(zhì)量不受太大影響。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以 通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì) 中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為 磁碟、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-OnlyMemory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種編碼方法，其特征在于，該方法包括計(jì)算模式集合中各個(gè)編碼模式對(duì)應(yīng)的拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值，所述模式集合包括多種模式，其中，所述拉格朗日代價(jià)函數(shù)中包括錯(cuò)誤隱藏失真，所述錯(cuò)誤隱藏失真表示基本層信息對(duì)增強(qiáng)層信息的錯(cuò)誤隱藏能力；選擇能夠使拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值最小的編碼模式作為基本層的編碼模式；根據(jù)所述選擇的編碼模式對(duì)基本層進(jìn)行編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本層的編碼模式屬于Inter模式或 層間預(yù)測(cè)模式時(shí)，所述錯(cuò)誤隱藏失真包括基于誤差平方和SSD準(zhǔn)則計(jì)算的當(dāng)前宏塊的增強(qiáng) 層原始幀與通過(guò)基本層信息找出的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總和。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率相同時(shí)，所述通過(guò)基本層信息找出的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏 值包括用基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差之和；當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率不相同時(shí)，所述通過(guò)基本層信息找出的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱 藏值包括用基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差的上采 樣值之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述拉格朗日代價(jià)函數(shù)還包括參考 幀傳播失真值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本層的模式屬于Intra模式時(shí)， 當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率相同時(shí)，所述錯(cuò)誤隱藏失真包括基于SSD準(zhǔn)則計(jì)算的當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與基本層的紋理重建估計(jì)值之間的估計(jì)誤差總和；當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率不相同時(shí)，所述錯(cuò)誤隱藏失真包括基于SSD準(zhǔn)則計(jì)算的 當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與基本層的紋理重建估計(jì)值的上采樣值之間的估計(jì)誤差總和。
6.一種編碼裝置，用于對(duì)基本層進(jìn)行編碼，其特征在于，包括計(jì)算單元，用于計(jì)算模式集合中各個(gè)編碼模式對(duì)應(yīng)的拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值，所述模 式集合中包括多種模式，所述拉格朗日代價(jià)函數(shù)中包括錯(cuò)誤隱藏失，所述錯(cuò)誤隱藏失真表 示基本層信息對(duì)增強(qiáng)層信息的錯(cuò)誤隱藏能力；模式選擇單元，用于選擇計(jì)算單元計(jì)算得到的拉格朗日代價(jià)函數(shù)值中最小值對(duì)應(yīng)的編 碼模式；基本層編碼單元，用于根據(jù)所述模式選擇單元選擇的模式，對(duì)基本層進(jìn)行編碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的編碼裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元，用于基于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與通 過(guò)基本層信息找出的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總和，得到基本層的編碼模式屬 于Inter模式或?qū)娱g預(yù)測(cè)模式時(shí)的錯(cuò)誤隱藏失真；第一代價(jià)函數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元獲得的錯(cuò)誤隱藏失 真計(jì)算拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼裝置，其特征在于，所述第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元包括第一增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元，用于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率相同時(shí)，計(jì)算用 基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差之和，得到增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值；第一誤差總和計(jì)算單元，用于基于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與所述第 一增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元獲得的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總和。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼裝置，其特征在于，所述第一錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元包括第二增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元，用于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率不相同時(shí)，計(jì) 算用基本層信息在增強(qiáng)層參考幀重建找出的對(duì)增強(qiáng)層的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值和殘差的上采樣值之 和；第二誤差總和計(jì)算單元，用于基于SSD準(zhǔn)則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與所述第 二增強(qiáng)層錯(cuò)誤隱藏值計(jì)算單元獲得的增強(qiáng)層的錯(cuò)誤隱藏值之間的估計(jì)誤差總和。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的編碼裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第二錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元，用于當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率相同時(shí)，基于SSD準(zhǔn) 則，計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與基本層的紋理重建估計(jì)值之間的估計(jì)誤差總和，得到 基本層的編碼模式屬于Intra模式時(shí)的錯(cuò)誤隱藏失真；第二代價(jià)函數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第二錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元獲得的錯(cuò)誤隱藏失 真計(jì)算拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的編碼裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第三錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元，當(dāng)所述基本層和增強(qiáng)層分辨率不相同時(shí)，基于SSD準(zhǔn)則， 計(jì)算當(dāng)前宏塊的增強(qiáng)層原始幀與基本層的紋理重建估計(jì)值的上采樣值之間的估計(jì)誤差總 和，得到基本層的編碼模式屬于Intra模式時(shí)的錯(cuò)誤隱藏失真；第三代價(jià)函數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第三錯(cuò)誤隱藏失真計(jì)算單元獲得的錯(cuò)誤隱藏失 真計(jì)算拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種編碼方法和編碼裝置，該方法包括計(jì)算模式集合中各個(gè)編碼模式對(duì)應(yīng)的拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值，所述模式集合包括多種模式，其中，所述拉格朗日代價(jià)函數(shù)中增加了與錯(cuò)誤隱藏失真成正比的項(xiàng)，所述錯(cuò)誤隱藏失真表示基本層信息對(duì)增強(qiáng)層信息的錯(cuò)誤隱藏能力；選擇能夠使拉格朗日代價(jià)函數(shù)的值最小的編碼模式作為基本層的編碼模式；根據(jù)所述選擇的編碼模式對(duì)基本層進(jìn)行編碼。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，能夠增大基本層和增強(qiáng)層信息的相關(guān)性，從而使碼流在基本層正確接收，增強(qiáng)層丟掉的情況下利用基本層信息提高總體碼流的錯(cuò)誤彈性，保持視頻的總體質(zhì)量不受太大影響。
文檔編號(hào)H04N7/68GK101860759SQ20091013268
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者劉盈嘉, 李厚強(qiáng), 郭宜 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司;中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)